CN114552971A - 谐振切换式电源转换器与其中的驱动电路 - Google Patents

谐振切换式电源转换器与其中的驱动电路 Download PDF

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Abstract

一种谐振切换式电源转换器与其中的驱动电路。该谐振切换式电源转换器包括功率级电路及驱动电路。功率级电路包括谐振电容、谐振电感及多个开关；驱动电路包括：多个驱动器，操作对应的开关；及电源供应电路，提供多个驱动器对应的驱动电源。电源供应电路包括：电压增高电路，根据直流电压及输出相关信号产生增高电源；多个驱动电容，其每一个的跨压对应于对应的驱动电源；及多个供应二极管，自增高电源依供应二极管的顺向方向彼此串联耦接，每一供应二极管的反向端耦接于对应的驱动电源的正端，以向对应的驱动电容充电，以产生对应的驱动电源。

Description

谐振切换式电源转换器与其中的驱动电路
技术领域
本发明涉及一种谐振切换式电源转换器，特别涉及一种能够支持不同拓朴的切换式电源转换器的驱动电路以及其谐振切换式电源转换器。
背景技术
图1显示已知的切换式谐振腔转换器。此已知的切换式谐振腔转换器10包含功率级电路101及驱动电路102a～102d。驱动电路102a～102d用以分别驱动功率级电路101中的多个功率开关Q1～Q10。驱动电路102a用以驱动功率开关Q1及Q2，且其电源来自具有高电压电容Ccp1的电荷泵浦。驱动电路102b用以驱动功率开关Q3及Q4，且其电源来自具有较低电压的电容Ccp2的另一电荷泵浦。此已知的切换式谐振腔转换器中的电容Ccp1及Ccp2须为可耐高压的电容，且电容C的电压会被使用到电容Ccp1，故会影响谐振点的操作，并且电路较为复杂。
有鉴于此，本发明即针对上述先前技术的不足，提出一种可适用于不同拓朴的谐振切换式电源转换器的驱动电路及其谐振切换式电源转换器。
发明内容
于一观点中，本发明提供一种谐振切换式电源转换器，用以将一输入电压转换为一输出电压，该谐振切换式电源转换器包含：一功率级电路，包括：至少一谐振电容；至少一谐振电感，耦接于该至少一谐振电容；以及多个功率开关，用以切换所对应的该至少一谐振电容、该至少一谐振电感、该输入电压及该输出电压的电连接关系；以及一驱动电路，包括：多个驱动器，用以根据多个操作信号而产生多个驱动信号，用以周期性地于至少一谐振充电程序与至少一谐振放电程序中，分别操作至少部分对应的该多个功率开关，以谐振方式将该输入电压转换为该输出电压；以及一电源供应电路，用以提供部分的该多个驱动器对应的多个驱动电源，包括：一电压增高电路(voltage booster)，用以根据一频率信号、一直流电压及相关于该输出电压的一输出相关信号，而产生一增高电源，其中该增高电源的电压相关于该直流电压及该输出相关信号之和；多个驱动电容，其中每一该驱动电容的跨压对应于对应的该驱动电源；以及多个供应二极管，自该增高电源，依该供应二极管的顺向方向，彼此串联耦接，其中每一供应二极管的反向端耦接于对应的该驱动电源的该正端，用以向对应的该驱动电容充电，以产生对应的该驱动电源，且用以阻挡逆向电流与逆向电压。
于一实施例中，该电压增高电路、对应的该驱动电容与对应的该供应二极管形成一电荷泵浦，当该电压增高电路产生该增高电源时，对应的该供应二极管根据该增高电源对该驱动电容充电，以产生对应的该驱动电源，其中该驱动电源的该负端耦接该输出电压，对应的该驱动电源相关于该直流电压。
于一实施例中，该电压增高电路包括一增高电容、一充电二极管以及一缓冲器，当该缓冲器根据该频率信号及该直流电压而产生一高位准电压时，该增高电容的跨压叠加该高位准电压而产生该增高电源，当该缓冲器根据该频率信号及一接地电位而产生一低位准电压时，该充电二极管根据该输出相关信号对该增高电容充电，其中该输出相关信号对应为该输出电压。
于一实施例中，该电荷泵浦的操作频率大于或等于该多个功率开关的切换频率。
于一实施例中，该电压增高电路、对应的该驱动电容、对应的该供应二极管以及对应的功率开关形成一自举电路(bootstrap)，当该电压增高电路产生该增高电源时，对应的该供应二极管根据一第二增高电源对该驱动电容充电，以产生对应的该驱动电源，其中该驱动电源的该负端的电压随该多个功率开关的切换而变动，该驱动电源的该正端的电压也随该多个功率开关的切换而变动，对应的该驱动电源于稳态时，相关于该直流电压，其中该第二增高电源相关于该增高电源。
于一实施例中，该电压增高电路包括一增高电容、一充电二极管以及一缓冲器，当该缓冲器根据该频率信号及至少一该驱动电源的该负端的电压而产生一高位准电压时，该增高电容的跨压叠加该高位准电压而产生该增高电源，当该缓冲器根据该频率信号及一接地电位而产生一低位准电压时，该充电二极管根据该直流电压对该增高电容充电。
于一实施例中，该至少一谐振电感包括至少一充电谐振电感及至少一放电谐振电感，该至少一放电谐振电感耦接于该输出电压与该驱动电源的该负端之间，该驱动电容的负端、对应的该功率开关的一端以及该至少一放电谐振电感的高压端均耦接至该驱动电源的该负端；其中该至少一充电谐振电感用以于该至少一谐振充电程序中，与该至少一谐振电容串联而以谐振方式充电，该至少一放电谐振电感用以于该至少一谐振放电程序中，与该至少一谐振电容串联而以谐振方式放电。
于一实施例中，该功率级电路对应于一谐振切换式电容转换器，其中在该至少一谐振充电程序中，控制该多个功率开关的切换，使该至少一谐振电容与该至少一谐振电感串联于该输入电压与该输出电压之间，以形成一充电路径，而对该至少一谐振电容与该至少一谐振电感以谐振方式充电，在该至少一谐振放电程序中，控制该多个功率开关的切换，使每一该谐振电容与对应的该谐振电感串联于该输出电压与一接地电位间，而同时形成或轮流形成多个放电路径，而使对应的该至少一谐振电容与该至少一谐振电感以谐振方式放电，以产生该输出电压。
于一实施例中，该功率级电路对应于一切换式谐振腔转换器，其中该功率级电路还包括至少一谐振腔以及对应的至少一非谐振电容，该至少一谐振腔具有彼此串联的该至少一谐振电容与该至少一谐振电感，该多个功率开关耦接于该至少一谐振腔及对应的该至少一非谐振电容，用以切换所对应的该谐振腔与对应的该至少一非谐振电容的电连接关系，其中于该至少一谐振充电程序中，对所对应的该谐振腔进行谐振充电，其中于该至少一谐振放电程序中，使所对应的该谐振腔，谐振放电至对应的该非谐振电容，由此产生该输出电压。
于一实施例中，该电源供应电路还包括多个驱动电源开关，每一驱动电源开关并联于对应的该供应二极管，其中当该功率级电路对应于一谐振切换式电容转换器时，该驱动电源开关设定为恒导通，当该功率级电路对应于一切换式谐振腔转换器时，该驱动电源开关设定为恒不导通。
于一实施例中，该驱动电源开关为金属氧化物半导体场效晶体管，其本体二极管对应于该供应二极管。
于一实施例中，该谐振切换式电源转换器为双向谐振切换式电源转换器。
于一实施例中，当该谐振切换式电源转换器的该输入电压与该输出电压的电压转换比率为N:1时，该至少一谐振电容为N-1个谐振电容，其中N为正整数。
于一实施例中，该谐振切换式电源转换器根据以下顺序而操作：该直流电压及该频率信号备妥以提供至该电压增高电路；接着，该多个操作信号备妥以提供至该多个驱动器；接着，该输入电压备妥以提供至该功率级电路。
于另一观点中，本发明提供一种驱动电路，用以驱动一谐振切换式电源转换器，该谐振切换式电源转换器用以将一输入电压转换为一输出电压且包含一功率级电路，该功率级电路包含多个功率开关，该驱动电路包含：多个驱动器，用以根据多个操作信号而产生多个驱动信号，用以周期性地于至少一谐振充电程序与至少一谐振放电程序中，分别操作至少部分对应的该多个功率开关，以谐振方式将该输入电压转换为该输出电压；以及一电源供应电路，用以提供部分的该多个驱动器对应的多个驱动电源，包括：一电压增高电路(voltage booster)，用以根据一频率信号、一直流电压及相关于该输出电压的一输出相关信号，而产生一增高电源，其中该增高电源的电压相关于该直流电压及该输出相关信号之和；多个驱动电容，其中每一该驱动电容的跨压对应于对应的该驱动电源；以及多个供应二极管，自该增高电源，依该供应二极管的顺向方向，彼此串联耦接，其中每一供应二极管的反向端耦接于对应的该驱动电源的该正端，用以向对应的该驱动电容充电，以产生对应的该驱动电源，且用以阻挡逆向电流与逆向电压。
于一实施例中，该电压增高电路、对应的该驱动电容与对应的该供应二极管形成一电荷泵浦，当该电压增高电路产生该增高电源时，对应的该供应二极管根据该增高电源对该驱动电容充电，以产生对应的该驱动电源，其中该驱动电源的该负端耦接该输出电压，对应的该驱动电源相关于该直流电压。
于一实施例中，该电压增高电路包括一增高电容、一充电二极管以及一缓冲器，当该缓冲器根据该频率信号及该直流电压而产生一高位准电压时，该增高电容的跨压叠加该高位准电压而产生该增高电源，当该缓冲器根据该频率信号及一接地电位而产生一低位准电压时，该充电二极管根据该输出相关信号对该增高电容充电，其中该输出相关信号对应为该输出电压。
于一实施例中，该电荷泵浦的操作频率大于或等于该多个功率开关的切换频率。
于一实施例中，该电压增高电路、对应的该驱动电容、对应的该供应二极管以及对应的功率开关形成一自举电路(bootstrap)，当该电压增高电路产生该增高电源时，对应的该供应二极管根据一第二增高电源对该驱动电容充电，以产生对应的该驱动电源，其中该驱动电源的该负端的电压随该多个功率开关的切换而变动，该驱动电源的该正端的电压也随该多个功率开关的切换而变动，对应的该驱动电源于稳态时，相关于该直流电压，其中该第二增高电源相关于该增高电源。
于一实施例中，该电压增高电路包括一增高电容、一充电二极管以及一缓冲器，当该缓冲器根据该频率信号及至少一该驱动电源的该负端的电压而产生一高位准电压时，该增高电容的跨压叠加该高位准电压而产生该增高电源，当该缓冲器根据该频率信号及一接地电位而产生一低位准电压时，该充电二极管根据该直流电压对该增高电容充电。
于一实施例中，该电源供应电路还包括多个驱动电源开关，每一驱动电源开关并联于对应的该供应二极管，其中当该功率级电路对应于一谐振切换式电容转换器时，该驱动电源开关设定为恒导通，当该功率级电路对应于一切换式谐振腔转换器时，该驱动电源开关设定为恒不导通。
于一实施例中，该驱动电源开关为金属氧化物半导体场效晶体管，其本体二极管对应于该供应二极管。
本发明的一优点为本发明的驱动电路可支持不同拓朴的切换式电源转换器且仅使用单一个电源供应电路即可供给足够的电源给功率级电路。
本发明的另一优点为本发明的驱动电路可调整供给电压以达到最佳的功率效率。
本发明的又一优点为本发明的驱动电路与传统的驱动电路相比具有较少元件且与传统驱动电路相比具有较少引脚数。
以下通过具体实施例详加说明，会更容易了解本发明的目的、技术内容、特点及其所达到的功效。
附图说明
图1为已知的电源转换器的示意图。
图2是根据本发明的一实施例显示一谐振切换式电源转换器的电路示意图。
图3及图4是根据本发明的一实施例显示图2的谐振切换式电源转换器的相关信号的信号波形示意图。
图5是根据本发明的另一实施例显示一谐振切换式电源转换器的电路示意图。
图6是根据本发明的一实施例显示图5的谐振切换式电源转换器的相关信号的信号波形示意图。
图7是根据本发明的又一实施例显示一谐振切换式电源转换器的电路示意图。
图8是根据本发明的再一实施例显示一谐振切换式电源转换器的电路示意图。
图9是根据本发明的又一实施例显示一谐振切换式电源转换器中的电路示意图。
图中符号说明
10：切换式谐振腔转换器
20，30，40，50，60：谐振切换式电源转换器
101，201，301，401，501，601：功率级电路
102a～102d，202a，202b，302a，302b，402a，402b，502a，502b，602a，602b：驱动电路
2011，2012：谐振腔
2021，3021，4021，5021，6021：电源供应电路
20211，30211，40211，50211，60211：电压增高电路
203，303，403，503，603：控制器
B：缓冲器
BT1，S1，S2，S5：节点
C：电容
C1～C3：谐振电容
Cb：增高电容
Ccp1，Ccp2：(高电压)电容
Cd1～Cd7：驱动电容
CLK：频率信号
Co：输出电容
Dc：充电二极管
Dn1～Dn3：节点
Drv1～Drv10：驱动器
Ds1～Ds4：供应二极管
L1：谐振电感
L2：(放电)谐振电感
L3：(充电)谐振电感
Q1～Q10：功率开关
GA：充电操作信号
GB：放电操作信号
G1～G10:驱动信号
S1，S2：驱动电源开关
Vb：增高电源
Vb1～Vb3：第二增高电源
Vbo：缓冲器输出
VDD：直流电压
Vcb：增高电容跨压
Vcd1～Vcd7：驱动电源
Vin：输入电压
Vlp：放电谐振电感高压端
Vlpr：谐振电感高压端相关信号
Vor：输出相关信号
Vout：输出电压
具体实施方式
本发明中的附图均属示意，主要意在表示各电路间的耦接关系，以及各信号波形之间的关系，至于电路、信号波形与频率则并未依照比例绘制。
图2是根据本发明的一实施例显示一谐振切换式电源转换器的电路示意图。如图2所示，谐振切换式电源转换器20包含一功率级电路201、驱动电路202a及202b及控制器203。功率级电路201包含谐振电容C1、C3、至少一非谐振电容C2、功率开关Q1、Q2、Q3、Q4、Q5、Q6、Q7、Q8、Q9、Q10及谐振电感L1、L2。谐振切换式电源转换器20包含至少一谐振腔，例如谐振腔2011及2012，谐振腔2011具有彼此串联的一谐振电容C1与一谐振电感L1，而谐振腔2012具有彼此串联的一谐振电容C3与一谐振电感L2。
功率开关Q1-Q10与谐振腔2011、2012对应耦接，分别根据对应的驱动信号G1～G10，以切换所对应的该谐振腔2011、2012的电连接关系而对应一谐振充电程序与一谐振放电程序。于该谐振充电程序中，对所对应的谐振腔2011、2012进行谐振充电，于该谐振放电程序中对所对应的谐振腔2011、2012进行谐振放电。
至少一非谐振电容C2与至少一谐振腔2011、2012耦接，驱动信号G1～G10切换该非谐振电容C2与该至少一谐振腔2011、2012的电连接关系。非谐振电容C2的跨压维持与输入电压Vin成一固定比例，例如在本实施例中为二分之一输入电压Vin。控制器203用以产生充电操作信号GA、放电操作信号GB，以分别对应一谐振充电程序及一谐振放电程序。
驱动电路202a包括多个驱动器Drv1～Drv4以及一电源供应电路2021，驱动电路202b包括多个驱动器Drv5～Drv10。驱动器Drv1～Drv10，用以根据对应的充电操作信号GA及放电操作信号GB而产生对应的充电驱动信号G1，G3，G5，G8，G9，以及对应的放电驱动信号G2，G4，G6，G7，G10，用以周期性地于至少一谐振充电程序与至少一谐振放电程序中，分别操作对应的功率开关Q1～Q10，以谐振方式将该输入电压Vin转换为该输出电压Vout。在一实施例中，充电驱动信号G1，G3，G5，G8，G9与充电操作信号GA对应为同相，放电驱动信号G2，G4，G6，G7，G10与放电操作信号GB对应为同相，在一实施例中，充电操作信号GA与放电操作信号GB互为反相。电源供应电路2021用以提供部分的该多个驱动器Drv1～Drv4对应的多个驱动电源Vcd1～Vcd4。电源供应电路2021包括一电压增高电路(voltage booster)20211、多个驱动电容Cd1～Cd4及多个供应二极管Ds1～Ds4。电压增高电路20211用以根据一频率信号CLK、一直流电压VDD及相关于该输出电压Vout的一输出相关信号Vor，而产生一增高电源Vb。于一实施例中，该增高电源Vb的电压相关于该直流电压VDD及该输出相关信号Vor之和。其中每一该驱动电容Cd1～Cd4的跨压对应于对应的驱动电源Vcd1～Vcd4。
于一实施例中，电压增高电路20211包括一增高电容Cb、一充电二极管Dc以及一缓冲器B。频率信号CLK耦接至缓冲器B的输入端，直流电压VDD耦接至缓冲器B的电源正端，而接地电位耦接至缓冲器B的电源负端。缓冲器B的输出端耦接至增高电容Cb的负端，而增高电容Cb的正端与充电二极管Dc的反向端共同耦接至增高电源Vb，输出相关信号Vor耦接至充电二极管Dc的非反向端。当缓冲器B根据频率信号CLK及一接地电位而于缓冲器输出Vbo产生一低位准电压时，充电二极管Dc根据输出相关信号Vor对增高电容Cb充电。当缓冲器B根据频率信号CLK及直流电压VDD而于缓冲器输出Vbo产生一高位准电压时，增高电容Cb的跨压Vcb叠加高位准电压而产生增高电源Vb。于一实施例中，输出相关信号Vor对应为输出电压Vout。于一实施例中，电压增高电路20211、对应的驱动电容Cd4与对应的供应二极管Ds4形成一电荷泵浦。当电压增高电路20211产生增高电源Vb时，对应的供应二极管Ds4根据增高电源Vb对驱动电容Cd4充电，以产生对应的驱动电源Vcd4。于一实施例中，驱动电源Vcd4的负端耦接输出电压Vout，对应的驱动电源Vcd4相关于直流电压VDD。于一实施例中，电荷泵浦的操作频率大于或等于多个功率开关Q1～Q10的切换频率。
于一实施例中，电压增高电路20211、对应的驱动电容Cd1～Cd3、对应的供应二极管Ds1～Ds3以及对应的功率开关Q2～Q4形成一自举电路(bootstrap)。例如，当电压增高电路20211产生增高电源Vb时，对应的供应二极管Ds3根据一第二增高电源例如Vb1对驱动电容Cd3充电，以产生对应的驱动电源Vcd3。驱动电源Vcd3的负端的电压随功率开关Q3的切换而变动，驱动电源Vcd3的正端的电压也随功率开关Q3的切换而变动，对应的驱动电源Vcd3于稳态时，相关于直流电压VDD。当电压增高电路20211产生增高电源Vb时，对应的供应二极管Ds2根据一第二增高电源例如Vb2对驱动电容Cd2充电，以产生对应的驱动电源Vcd2。驱动电源Vcd2的负端的电压随功率开关Q2的切换而变动，驱动电源Vcd2的正端的电压也随功率开关Q2的切换而变动，对应的驱动电源Vcd2于稳态时，相关于直流电压VDD。当电压增高电路20211产生增高电源Vb时，对应的供应二极管Ds1根据一第二增高电源例如Vb3对驱动电容Cd1充电，以产生对应的驱动电源Vcd1。驱动电源Vcd1的负端的电压随功率开关Q1的切换而变动，驱动电源Vcd1的正端的电压(BT1)也随功率开关Q1的切换而变动，对应的驱动电源Vcd1于稳态时，相关于直流电压VDD。于一实施例中，第二增高电源Vb1、Vb2、Vb3相关于增高电源Vb，供应二极管Ds1～Ds3除了在顺向时用以提供上述的第二增高电源Vb1、Vb2、Vb3之外，也同时用以阻挡逆向电流与电压。在一实施例中，供应二极管Ds1～Ds3可为P-N结二极管、肖特基二极管或其他形式的二极管。
就一观点而言，多个供应二极管Ds1～Ds4自增高电源Vb，依供应二极管Ds1～Ds4的顺向方向，彼此串联耦接。驱动电容Cd2～Cd4的每一个分别耦接于多个供应二极管Ds1～Ds4之间的节点与对应的功率开关Q2～Q4的源极端之间。例如，驱动电容Cd4耦接于供应二极管Ds4及Ds3之间的节点Dn3与功率开关Q4的源极端之间，驱动电容Cd3耦接于供应二极管Ds3及Ds2之间的节点Dn2与功率开关Q3的源极端之间，而驱动电容Cd2耦接于供应二极管Ds2及Ds1之间的节点Dn1与功率开关Q2的源极端之间。驱动电容Cd1耦接于供应二极管Ds1的反向端与功率开关Q1的源极端之间。于一实施例中，每一驱动电容Cd1～Cd4的跨压对应于对应的驱动电源Vcd1～Vcd4，分别供应于驱动器Drv1～Drv4。于一实施例中，每一驱动电容Cd1～Cd4分别与对应的驱动器Drv1～Drv4并联于对应的驱动电容Cd1～Cd4的正端与负端之间，而驱动器Drv1～Drv4的输出端分别耦接至对应的功率开关Q1～Q4的栅极端，以将充电驱动信号G1、G3及放电驱动信号G2、G4分别输出给对应的功率开关Q1～Q4。于一实施例中，每一供应二极管Ds1～Ds4的反向端耦接于对应的驱动电源的正端，用以向对应的驱动电容Cd1～Cd4充电，以产生对应的驱动电源，且用以阻挡逆向电流与逆向电压，具体而言，第二增高电源Vb1、Vb2、Vb3自增高电源Vb起，各自降低对应数量个二极管的顺向导通电压。驱动电源的负端分别耦接至对应的功率开关Q1～Q4的源极端。
谐振充电程序与谐振放电程序彼此重复地交错排序，以将输入电压Vin转换为输出电压Vout。充电操作信号GA与放电操作信号GB分别各自切换至一导通位准一段导通期间，且充电操作信号GA与放电操作信号GB的多个段导通期间彼此不重叠，以使谐振充电程序与谐振放电程序彼此不重叠。
于一实施例中，谐振切换式电源转换器根据以下顺序而操作，以进行电源转换：直流电压及频率信号备妥以提供至电压增高电路；接着，多个操作信号备妥以提供至多个驱动器；接着，输入电压备妥以提供至功率级电路。
有关具有如图2所示的谐振腔2011及2012的谐振切换式电源转换器20的操作方式，此为本领域技术人员所熟知，在此不予赘述。
图3及图4是根据本发明的一实施例(图2)显示谐振切换式电源转换器的相关信号的信号波形示意图。图4为图3的时间展开版。第二增高电源Vb1、节点BT1的电压、充电驱动信号G1、节点S1的电压、放电驱动信号G2、节点S2的电压及输出电压Vout如图3及图4所示。
图5是根据本发明的另一实施例显示一谐振切换式电源转换器的电路示意图。如图5所示，本发明的谐振切换式电源转换器30包含功率级电路301、驱动电路302a及302b及控制器303。功率级电路301包含谐振电容C1、C2、C3、功率开关Q1、Q2、Q3、Q4、Q5、Q6、Q7、Q8、Q9、Q10及谐振电感L1、L2、L3。功率开关Q1-Q3分别与对应的谐振电容C1-C3串联，而谐振电容C1-C3分别与对应的谐振电感L1-L3串联。应注意的是，本发明的谐振切换式电源转换器中的谐振电容数量并不限于本实施例的三个，也可为二个或四个以上，且谐振电感数量也不限于本实施例的三个，也可为二个或四个以上，本实施例所显示的元件数量仅用以说明本发明，而非用以限制本发明。于一实施例中，谐振切换式电源转换器可为双向谐振切换式电源转换器。所谓双向谐振切换式电源转换器，是指输入端(提供输入电压Vin)与输出端(提供输出电压Vout)的角色对调，意即在如图5所示的实施例中，谐振切换式电源转换器30可将输出电压Vout转换为输入电压Vin。
如图5所示，功率开关Q5的一端耦接至功率开关Q1与谐振电容C1之间的节点，功率开关Q6的一端耦接至功率开关Q2与谐振电容C2之间的节点，而功率开关Q7的一端耦接至功率开关Q3与谐振电容C3之间的节点。功率开关Q8的一端耦接至谐振电感L1与功率开关Q2之间的节点，功率开关Q9的一端耦接至谐振电感L2与功率开关Q3之间的节点，而功率开关Q10的一端耦接至谐振电感L3与功率开关Q4之间的节点。如图5所示，功率开关Q5-Q7的另一端则共同耦接至输出电压Vout。功率开关Q8-Q10的另一端共同耦接至接地电位。功率开关Q4耦接于谐振电感L3与输出电压Vout之间，功率开关Q1的一端耦接至输入电压Vin。控制器303用以产生充电操作信号GA、放电操作信号GB，以分别对应一谐振充电程序及一谐振放电程序。
驱动电路302a包括多个驱动器Drv1、Drv5～Drv7以及一电源供应电路3021，驱动电路302b包括多个驱动器Drv2～Drv4，Drv8～Drv10。驱动器Drv1～Drv10，用以根据对应的充电操作信号GA及放电操作信号GB而产生对应的充电驱动信号G1～G4，以及对应的放电驱动信号G5～G10，用以周期性地于至少一谐振充电程序与至少一谐振放电程序中，其中驱动电路302a与驱动电路302b操作对应的多个功率开关Q1～Q10，以谐振方式将输入电压Vin转换为输出电压Vout。在一实施例中，充电驱动信号G1～G4及放电驱动信号G5～G10与对应的充电操作信号GA及放电操作信号GB分别对应为同相。电源供应电路3021用以提供部分的多个驱动器Drv1、Drv5～Drv7对应的多个驱动电源Vcd1、Vcd5～Vcd7。电源供应电路3021包括一电压增高电路(voltage booster)30211、多个驱动电容Cd1、Cd5～Cd7及多个供应二极管Ds1及Ds2。电压增高电路30211用以根据一频率信号CLK、一直流电压VDD及相关于输出电压Vout的一输出相关信号Vor，而产生一增高电源Vb。于一实施例中，增高电源Vb的电压相关于直流电压VDD及输出相关信号Vor之和。
于一实施例中，电压增高电路30211包括一增高电容Cb、一充电二极管Dc以及一缓冲器B。频率信号CLK耦接至缓冲器B的输入端，直流电压VDD耦接至缓冲器B的电源正端，而接地电位耦接至缓冲器B的电源负端。缓冲器B的输出端耦接至增高电容Cb的负端，而增高电容Cb的正端与充电二极管Dc的反向端共同耦接至增高电源Vb，输出相关信号Vor耦接至充电二极管Dc的非反向端。当缓冲器B根据频率信号CLK及一接地电位而于缓冲器输出Vbo产生一低位准电压时，充电二极管Dc根据输出相关信号Vor对增高电容Cb充电。当缓冲器B根据频率信号CLK及直流电压VDD而于缓冲器输出Vbo产生一高位准电压时，增高电容Cb的跨压Vcb叠加高位准电压而产生增高电源Vb。于一实施例中，输出相关信号Vor对应为输出电压Vout。于一实施例中，电压增高电路30211、对应的驱动电容Cd5～Cd7与对应的供应二极管Ds2形成一电荷泵浦。例如，当电压增高电路30211产生增高电源Vb时，对应的供应二极管Ds2根据增高电源Vb对驱动电容Cd7充电，以产生对应的驱动电源Vcd7，对应的供应二极管Ds2根据增高电源Vb对驱动电容Cd6充电，以产生对应的驱动电源Vcd6，对应的供应二极管Ds2根据增高电源Vb对驱动电容Cd5充电，以产生对应的驱动电源Vcd5。于一实施例中，驱动电源Vcd5～Vcd7的负端耦接输出电压Vout，对应的驱动电源相关于直流电压VDD。于一实施例中，电荷泵浦的操作频率大于或等于多个功率开关Q1～Q10的切换频率。
于一实施例中，电压增高电路30211、对应的驱动电容Cd1、对应的供应二极管Ds1以及对应的功率开关Q1形成一自举电路(bootstrap)。当电压增高电路30211产生增高电源Vb时，对应的供应二极管Ds1根据第二增高电源Vb1对驱动电容Cd1充电，以产生对应的驱动电源Vcd1。于一实施例中，驱动电源Vcd1的负端的电压随功率开关Q1的切换而变动，驱动电源Vcd1的正端的电压(BT1)也随功率开关Q1的切换而变动，对应的驱动电源于稳态时，相关于直流电压VDD。于一实施例中，第二增高电源Vb1相关于增高电源Vb。
多个供应二极管Ds1及Ds2自增高电源Vb，依供应二极管Ds1及Ds2的顺向方向，彼此串联耦接。驱动电容Cd5～Cd7的每一个的正端共同耦接至多个供应二极管Ds1及Ds2之间的节点，驱动电容Cd5～Cd7的每一个的负端共同耦接至输出相关信号Vor。驱动电容Cd1耦接于供应二极管Ds1的反向端与功率开关Q1的源极端之间。于一实施例中，每一驱动电容Cd1、Cd5～Cd7的跨压对应于对应的驱动电源Vcd1、Vcd5～Vcd7，分别用以供应电源予驱动器Drv1、Drv5～Drv7，驱动器Drv1、Drv5～Drv7分别耦接于控制器303与对应的功率开关Q1、Q5～Q7之间，用以根据充电操作信号GA或放电操作信号GB控制对应的功率开关Q1、Q5～Q7。于一实施例中，每一驱动电容Cd1、Cd5～Cd7分别与对应的驱动器Drv1、Drv5～Drv7并联于对应的驱动电容Cd1、Cd5～Cd7的正端与负端之间，而驱动器Drv1、Drv5～Drv7的输出端分别耦接至对应的功率开关Q1、Q5～Q7的栅极端，以将充电驱动信号G1及放电驱动信号G5～G7分别输出给对应的功率开关Q1、Q5～Q7。于一实施例中，每一供应二极管Ds1及Ds2的反向端耦接于对应的驱动电源的正端，用以向对应的驱动电容Cd1、Cd5～Cd7充电，以产生对应的驱动电源，且用以阻挡逆向电流与逆向电压。本实施例中，驱动电源Vcd1的负端耦接至功率开关Q1的源极端S1，驱动电源Vcd5～Vcd7的负端耦接于输出相关信号Vor，本实施例中，输出相关信号Vor对应于输出电压Vout。
具体而言，功率开关Q1-Q10可根据充电驱动信号G1～G4及放电驱动信号G5～G10，切换所对应的谐振电容C1-C3与谐振电感L1-L3的电连接关系。在一谐振充电程序中，根据充电驱动信号G1～G4与放电驱动信号G5～G10，控制功率开关Q1-Q4为导通，功率开关Q5-Q10为不导通，使得谐振电容C1-C3与谐振电感L1-L3彼此串联于输入电压Vin与输出电压Vout之间，以形成一充电路径。在一谐振放电程序中，根据充电驱动信号G1～G4与放电驱动信号G5～G10，控制功率开关Q5-Q10导通，功率开关Q1-Q4不导通，使谐振电容C1与对应的谐振电感L1串联于输出电压Vout与接地电位间，谐振电容C2与对应的谐振电感L2串联于输出电压Vout与接地电位间，谐振电容C3与对应的谐振电感L3串联于输出电压Vout与接地电位间，而形成多个放电路径。
图6是根据本发明的一实施例显示图5的谐振切换式电源转换器的相关信号的信号波形示意图。第二增高电源Vb1、节点BT1的电压、充电驱动信号G1、节点S1的电压、放电驱动信号G5、节点S5的电压及输出电压Vout如图6所示。
图7是根据本发明的又一实施例显示一谐振切换式电源转换器的电路示意图。本实施例与图5类似，本实施例的谐振切换式电源转换器40与图5的实施例的不同在于本实施例的电源供应电路4021包括供应二极管Ds1～Ds4以及驱动电源开关S1及S2。本实施例的功率级电路401、电源供应电路4021、电压增高电路40211、驱动器Drv1～Drv10、驱动电容Cd1、Cd5～Cd7、控制器403与图5的功率级电路301、电源供应电路3021、电压增高电路30211、驱动器Drv1～Drv10、驱动电容Cd1、Cd5～Cd7、控制器303类似，故不赘述。如图7所示，多个供应二极管Ds1～Ds4自增高电源Vb，依供应二极管Ds1～Ds4的顺向方向，彼此串联耦接。驱动电容Cd5的正端耦接至供应二极管Ds1及Ds2之间的节点Dn1，驱动电容Cd6的正端耦接至供应二极管Ds2及Ds3之间的节点Dn2，驱动电容Cd7的正端耦接至供应二极管Ds3及Ds4之间的节点Dn3，而驱动电容Cd5～Cd7的每一个的负端共同耦接至输出相关信号Vor。如图7所示，驱动电源开关S1并联于对应的供应二极管Ds2，驱动电源开关S2并联于对应的供应二极管Ds3。应注意的是，虽然本实施例显示将驱动电路402a应用于谐振切换式电容转换器，然而驱动电路402a也可应用于图2所示的切换式谐振腔转换器。于一实施例中，当功率级电路对应于一谐振切换式电容转换器时，驱动电源开关S1及S2设定为恒导通。于另一实施例中，当功率级电路对应于一切换式谐振腔转换器时，驱动电源开关S1及S2设定为恒不导通。于一实施例中，驱动电源开关S1及S2可为金属氧化物半导体场效晶体管，其本体二极管分别对应于供应二极管Ds2及Ds3，故可省略设置外接的供应二极管。
图8是根据本发明的再一实施例显示一谐振切换式电源转换器的电路示意图。本实施例的功率级电路501分别于充电路径与放电路径上分别配置充电谐振电感L3与放电谐振电感L2，而于对应的谐振充电程序及谐振放电程序分别通过充电谐振电感L3与放电谐振电感L2进行谐振充电与谐振放电。
如图8所示，本发明的谐振切换式电源转换器50的功率级电路501包含谐振电容C1、C2、C3、功率开关Q1、Q2、Q3、Q4、Q5、Q6、Q7、Q8、Q9、Q10、充电谐振电感L3及放电谐振电感L2。功率开关Q1-Q3分别与对应的谐振电容C1-C3串联，而功率开关Q4与充电谐振电感L3串联。应注意的是，本发明的谐振切换式电源转换器中的谐振电容数量并不限于本实施例的三个，也可为二个或四个以上，本实施例所显示的元件数量仅用以说明本发明，而非用以限制本发明。于一实施例中，充电谐振电感L3的电感值可等于放电谐振电感L2的电感值。在另一实施例中，充电谐振电感L3的电感值与放电谐振电感L2的电感值可配置为适当比例，以使谐振充电程序与谐振放电程序的谐振频率相等。
如图8所示，功率开关Q5的一端耦接至功率开关Q1与谐振电容C1之间的节点，功率开关Q6的一端耦接至功率开关Q2与谐振电容C2之间的节点，而功率开关Q7的一端耦接至功率开关Q3与谐振电容C3之间的节点。功率开关Q8的一端耦接至谐振电容C1与功率开关Q2之间的节点，功率开关Q9的一端耦接至谐振电容C2与功率开关Q3之间的节点，而功率开关Q10的一端耦接至谐振电容C3与功率开关Q4之间的节点。如图8所示，功率开关Q5-Q7的另一端共同电连接至一节点后，串联至放电谐振电感L2。功率开关Q8-Q10的另一端共同耦接至接地电位。充电谐振电感L3及放电谐振电感L2的另一端共同耦接至输出电压Vout，功率开关Q1的另一端耦接至输入电压Vin。控制器503用以产生充电操作信号GA、放电操作信号GB，以分别对应一谐振充电程序及一谐振放电程序。
驱动电路502a包括多个驱动器Drv1、Drv5～Drv7以及一电源供应电路5021。驱动电路502b包括多个驱动器Drv2～Drv4，Drv8～Drv10。驱动器Drv1～Drv10，用以根据对应的充电操作信号GA及放电操作信号GB而产生对应的充电驱动信号G1～G4，以及对应的放电驱动信号G5～G10，用以周期性地于至少一谐振充电程序与至少一谐振放电程序中，其中驱动电路502a与驱动电路502b操作对应的多个功率开关Q1～Q10，以谐振方式将输入电压Vin转换为输出电压Vout。在一实施例中，充电驱动信号G1～G4及放电驱动信号G5～G10与对应的充电操作信号GA及放电操作信号GB分别对应为同相。电源供应电路5021用以提供部分的多个驱动器Drv1、Drv5～Drv7对应的驱动电源Vcd1、Vcd5～Vcd7。电源供应电路5021包括一电压增高电路(voltage booster)50211、多个驱动电容Cd1、Cd5～Cd7、多个供应二极管Ds1～Ds4及驱动电源开关S1及S2。电压增高电路50211用以根据一频率信号CLK、一直流电压VDD及放电谐振电感高压端Vlp的电压(亦即驱动电源的负端的电压)，而产生一增高电源Vb，本实施例中，前述的输出相关信号Vor对应为放电谐振电感高压端的电压Vlp。放电谐振电感L2耦接于输出电压Vout与驱动电源的负端(亦即放电谐振电感高压端Vlp)之间。于一实施例中，增高电源Vb的电压相关于直流电压VDD及放电谐振电感高压端Vlp的电压之和。
于一实施例中，电压增高电路50211包括一增高电容Cb、一充电二极管Dc以及一缓冲器B。频率信号CLK耦接至缓冲器B的输入端，放电谐振电感高压端Vlp耦接至缓冲器B的电源正端，而接地电位耦接至缓冲器B的电源负端。缓冲器B的输出端耦接至增高电容Cb的负端，而增高电容Cb的正端与充电二极管Dc的反向端共同耦接至增高电源Vb，直流电压VDD耦接至充电二极管DC的非反向端。当缓冲器B根据频率信号CLK及一接地电位而于缓冲器输出Vbo产生一低位准电压时，充电二极管Dc根据直流电压VDD对增高电容Cb充电。当缓冲器B根据频率信号CLK及放电谐振电感高压端Vlp的电压(亦即驱动电源的负端的电压)而于缓冲器输出Vbo产生一高位准电压时，增高电容Cb的跨压Vcb叠加高位准电压而产生增高电源Vb。
于一实施例中，电压增高电路50211、对应的驱动电容Cd1、Cd5～Cd7、对应的供应二极管Ds1～Ds4以及对应的功率开关Q1、Q5～Q7形成一自举电路(bootstrap)。例如，当电压增高电路50211产生增高电源Vb时，对应的供应二极管Ds4根据增高电源Vb对驱动电容Cd7充电，以产生对应的驱动电源Vcd7。驱动电容Cd7的负端、对应的功率开关Q7的一端以及放电谐振电感高压端Vlp均耦接至驱动电源Vcd7的负端。驱动电源Vcd7的负端的电压随功率开关Q7的切换而变动，驱动电源Vcd7的正端的电压也随功率开关Q7的切换而变动。当电压增高电路50211产生增高电源Vb时，对应的供应二极管Ds3根据一第二增高电源例如Vb1对驱动电容Cd6充电，以产生对应的驱动电源Vcd6。驱动电源Vcd6的负端的电压随功率开关Q6的切换而变动，驱动电源Vcd6的正端的电压也随功率开关Q6的切换而变动。当电压增高电路50211产生增高电源Vb时，对应的供应二极管Ds2根据第二增高电源例如Vb2对驱动电容Cd5充电，以产生对应的驱动电源Vcd5。驱动电源Vcd5的负端的电压随功率开关Q5的切换而变动，驱动电源Vcd5的正端的电压也随功率开关Q5的切换而变动。当电压增高电路50211产生增高电源Vb时，对应的供应二极管Ds1根据第二增高电源例如Vb3对驱动电容Cd1充电，以产生对应的驱动电源Vcd1。驱动电源Vcd1的负端的电压随功率开关Q1的切换而变动，驱动电源Vcd1的正端的电压也随功率开关Q1的切换而变动。对应的驱动电源于稳态时，相关于直流电压VDD。于一实施例中，第二增高电源Vb1、Vb2、Vb3相关于增高电源Vb。
多个供应二极管Ds1～Ds4自增高电源Vb，依供应二极管Ds1～Ds4的顺向方向，彼此串联耦接。驱动电容Cd5的正端耦接至供应二极管Ds1及Ds2之间的节点Dn1，驱动电容Cd6的正端耦接至供应二极管Ds2及Ds3之间的节点Dn2，驱动电容Cd7的正端耦接至供应二极管Ds3及Ds4之间的节点Dn3，而驱动电容Cd5～Cd7的每一个的负端共同耦接至放电谐振电感高压端Vlp。驱动电容Cd1耦接于供应二极管Ds1的反向端与功率开关Q1的源极端之间。于一实施例中，每一驱动电容Cd1、Cd5～Cd7的跨压对应于对应的驱动电源Vcd1、Vcd5～Vcd7，分别用以供应电源予驱动器Drv1、Drv5～Drv7。于一实施例中，每一驱动电容Cd1、Cd5～Cd7分别与对应的驱动器Drv1、Drv5～Drv7并联于对应的驱动电容Cd1、Cd5～Cd7的正端与负端之间，而驱动器Drv1、Drv5～Drv7的输出端分别耦接至对应的功率开关Q1、Q5～Q7的栅极端，以将充电驱动信号G1及放电驱动信号G5～G7分别输出给对应的功率开关Q1、Q5～Q7。于一实施例中，每一供应二极管Ds1～Ds4的反向端耦接于对应的驱动电源的正端，用以向对应的驱动电容Cd1、Cd5～Cd7充电，以产生对应的驱动电源，且用以阻挡逆向电流与逆向电压。驱动电源Vcd1的负端耦接至功率开关Q1的源极端，驱动电源Vcd5～Vcd7的负端耦接至放电谐振电感高压端Vlp。驱动器Drv1、Drv5～Drv7分别耦接于控制器503与对应的功率开关Q1、Q5～Q7之间，用以根据充电操作信号GA或放电操作信号GB控制对应的功率开关Q1、Q5～Q7。如图8所示，驱动电源开关S1并联于对应的供应二极管Ds2，驱动电源开关S2并联于对应的供应二极管Ds3。应注意的是，虽然本实施例显示将驱动电路502a应用于谐振切换式电容转换器，然而驱动电路502a也可应用于图2所示的切换式谐振腔转换器。于一实施例中，当功率级电路对应于一谐振切换式电容转换器时，驱动电源开关S1及S2设定为恒导通。于另一实施例中，当功率级电路对应于一切换式谐振腔转换器时，驱动电源开关S1及S2设定为恒不导通。于一实施例中，驱动电源开关S1及S2可为金属氧化物半导体场效晶体管，其本体二极管分别对应于供应二极管Ds2及Ds3，故可省略设置外接的供应二极管。
功率开关Q1-Q10可根据充电驱动信号G1～G4及放电驱动信号G5～G10，切换所对应的谐振电容C1-C3与充电谐振电感L3及放电谐振电感L2的电连接关系。在一谐振充电程序中，根据充电驱动信号G1～G4与放电驱动信号G5～G10，控制功率开关Q1-Q4为导通，功率开关Q5-Q10为不导通，使得谐振电容C1-C3彼此串联后与充电谐振电感L3串联于输入电压Vin与输出电压Vout之间，以形成一充电路径。在一谐振放电程序中，根据充电驱动信号G1～G4与放电驱动信号G5～G10，控制功率开关Q5-Q10导通，功率开关Q1-Q4不导通，使谐振电容C1、谐振电容C2及谐振电容C3彼此并联后串联放电谐振电感L2，而形成多个放电路径。
图9是根据本发明的又一实施例显示一谐振切换式电源转换器的电路示意图。本实施例的谐振切换式电源转换器60与图8的实施例的不同在于本实施例采用单一谐振电感L1分别于谐振充电程序作为充电谐振电感且于谐振放电程序作为放电谐振电感，如此可更进一步减少电感数量。本实施例的驱动电路602a、控制器603与图8的驱动电路502a、控制器503类似，故不赘述。本实施例的谐振电感高压端相关信号Vlpr耦接至谐振电感L1的正端且相关于谐振电感L1的正端的电压。本实施例的电压增高电路60211的缓冲器B的电源正端耦接至谐振电感高压端相关信号Vlpr，且本实施例的驱动电容Cd5～Cd7的负端共同耦接至谐振电感高压端相关信号Vlpr。如图9所示，本发明的谐振切换式电源转换器60包含功率级电路601。功率级电路601包含谐振电容C1、C2、C3、功率开关Q1、Q2、Q3、Q4、Q5、Q6、Q7、Q8、Q9、Q10以及谐振电感L1。功率开关Q1-Q3分别与对应的谐振电容C1-C3串联，而功率开关Q4与谐振电感L1串联。于一实施例中，谐振电感L1可为可变谐振电感。
如图9所示，功率开关Q5的一端耦接至功率开关Q1与谐振电容C1之间的节点，功率开关Q6的一端耦接至功率开关Q2与谐振电容C2之间的节点，而功率开关Q7的一端耦接至功率开关Q3与谐振电容C3之间的节点。功率开关Q8的一端耦接至谐振电容C1与功率开关Q2之间的节点，功率开关Q9的一端耦接至谐振电容C2与功率开关Q3之间的节点，而功率开关Q10的一端耦接至谐振电容C3与功率开关Q4之间的节点。如图9所示，功率开关Q5-Q7的另一端共同电连接至一节点后，耦接至功率开关Q4与谐振电感L1之间的节点(即前述的谐振电感高压端相关信号Vlpr)，功率开关Q8-Q10的另一端共同耦接至接地电位。谐振电感L1的另一端耦接至输出电压Vout，功率开关Q1的另一端耦接至输入电压Vin。
再参考图9，功率开关Q1-Q10可根据充电驱动信号G1～G4及放电驱动信号G5～G10，切换所对应的谐振电容C1-C3与谐振电感L1的电连接关系。在一谐振充电程序中，根据充电驱动信号G1～G4与放电驱动信号G5～G10，控制功率开关Q1-Q4为导通，功率开关Q5-Q10为不导通，使得谐振电容C1-C3彼此串联后与谐振电感L1串联于输入电压Vin与输出电压Vout之间，以形成一充电路径。在一谐振放电程序中，根据充电驱动信号G1～G4与放电驱动信号G5～G10，控制功率开关Q5-Q10导通，功率开关Q1-Q4不导通，使谐振电容C1、谐振电容C2及谐振电容C3彼此并联后串联谐振电感L1，而形成多个放电路径。
应注意的是，上述谐振充电程序与上述谐振放电程序于不同的时间段重复地交错进行，而非同时进行。谐振充电程序与谐振放电程序的每一个彼此重复地交错排序，以将输入电压Vin所提供的能量，以谐振方式于谐振充电程序中对前述的谐振电容与谐振电感充电，且以谐振方式于谐振放电程序中将前述的谐振电容与谐振电感中的能量放电，而转换为输出电压Vout。于本实施例中，每个谐振电容C1、C2、C3的直流偏压均为Vo，故本实施例中的谐振电容C1、C2、C3需要耐较低的额定电压，故可使用较小体积的谐振电容器。于一实施例中，上述谐振切换式电源转换器的输入电压Vin与输出电压Vout的电压转换比率可为4:1、3:1或2:1。
于一实施例中，谐振切换式电源转换器60的电压转换比率可弹性地加以调整，例如于谐振充电程序与谐振放电程序中，通过选择将功率开关Q7保持导通，并选择将功率开关Q10及Q4保持不导通，则可将功率级电路601的电压转换比率调整为3:1。同样地，例如可选择将功率开关Q6保持导通，并选择将功率开关Q9、Q3、Q7、Q10及Q4保持不导通，则可将功率级电路601的电压转换比率调整为2:1。
本发明如上所述提供了一种谐振切换式电源转换器，其可支持不同拓朴的切换式电源转换器、仅使用单一个电源供应电路即可供给足够的电源给功率级电路、可调整供给电压以达到最佳的功率效率、与传统的驱动电路相比具有较少元件且与传统驱动电路相比具有较少引脚数。
以上已针对较佳实施例来说明本发明，但以上所述，仅为使本领域技术人员易于了解本发明的内容，并非用来限定本发明的最广的权利范围。所说明的各个实施例，并不限于单独应用，也可以组合应用，举例而言，两个或以上的实施例可以组合运用，而一实施例中的部分组成也可用以取代另一实施例中对应的组成部件。此外，在本发明的相同精神下，本领域技术人员可以想到各种等效变化以及各种组合，举例而言，本发明所称“根据某信号进行处理或运算或产生某输出结果”，不限于根据该信号的本身，也包含于必要时，将该信号进行电压电流转换、电流电压转换、及/或比例转换等，之后根据转换后的信号进行处理或运算产生某输出结果。由此可知，在本发明的相同精神下，本领域技术人员可以想到各种等效变化以及各种组合，其组合方式甚多，在此不一一列举说明。因此，本发明的范围应涵盖上述及其他所有等效变化。

Claims (22)

1.一种谐振切换式电源转换器，用以将一输入电压转换为一输出电压，该谐振切换式电源转换器包含：
一功率级电路，包括：
至少一谐振电容；
至少一谐振电感，耦接于该至少一谐振电容；以及
多个功率开关，用以切换所对应的该至少一谐振电容、该至少一谐振电感、该输入电压及该输出电压的电连接关系；以及
一驱动电路，包括：
多个驱动器，用以根据多个操作信号而产生多个驱动信号，用以周期性地于至少一谐振充电程序与至少一谐振放电程序中，分别操作至少部分对应的该多个功率开关，以谐振方式将该输入电压转换为该输出电压；以及
一电源供应电路，用以提供部分的该多个驱动器对应的多个驱动电源，包括：
一电压增高电路，用以根据一频率信号、一直流电压及相关于该输出电压的一输出相关信号，而产生一增高电源，其中该增高电源的电压相关于该直流电压及该输出相关信号之和；
多个驱动电容，其中每一该驱动电容的跨压对应于对应的该驱动电源；以及
多个供应二极管，自该增高电源，依该供应二极管的顺向方向，彼此串联耦接，其中每一供应二极管的反向端耦接于对应的该驱动电源的该正端，用以向对应的该驱动电容充电，以产生对应的该驱动电源，且用以阻挡逆向电流与逆向电压。
2.如权利要求1所述的谐振切换式电源转换器，其中，该电压增高电路、对应的该驱动电容与对应的该供应二极管形成一电荷泵浦，当该电压增高电路产生该增高电源时，对应的该供应二极管根据该增高电源对该驱动电容充电，以产生对应的该驱动电源，其中，该驱动电源的该负端耦接该输出电压，对应的该驱动电源相关于该直流电压。
3.如权利要求2所述的谐振切换式电源转换器，其中，该电压增高电路包括一增高电容、一充电二极管以及一缓冲器，当该缓冲器根据该频率信号及该直流电压而产生一高位准电压时，该增高电容的跨压叠加该高位准电压而产生该增高电源，当该缓冲器根据该频率信号及一接地电位而产生一低位准电压时，该充电二极管根据该输出相关信号对该增高电容充电，其中，该输出相关信号对应为该输出电压。
4.如权利要求2所述的谐振切换式电源转换器，其中，该电荷泵浦的操作频率大于或等于该多个功率开关的切换频率。
5.如权利要求1所述的谐振切换式电源转换器，其中，该电压增高电路、对应的该驱动电容、对应的该供应二极管以及对应的功率开关形成一自举电路，当该电压增高电路产生该增高电源时，对应的该供应二极管根据一第二增高电源对该驱动电容充电，以产生对应的该驱动电源，其中，该驱动电源的该负端的电压随该多个功率开关的切换而变动，该驱动电源的该正端的电压也随该多个功率开关的切换而变动，对应的该驱动电源于稳态时，相关于该直流电压，其中，该第二增高电源相关于该增高电源。
6.如权利要求5所述的谐振切换式电源转换器，其中，该电压增高电路包括一增高电容、一充电二极管以及一缓冲器，当该缓冲器根据该频率信号及至少一该驱动电源的该负端的电压而产生一高位准电压时，该增高电容的跨压叠加该高位准电压而产生该增高电源，当该缓冲器根据该频率信号及一接地电位而产生一低位准电压时，该充电二极管根据该直流电压对该增高电容充电。
7.如权利要求5所述的谐振切换式电源转换器，其中，该至少一谐振电感包括至少一充电谐振电感及至少一放电谐振电感，该至少一放电谐振电感耦接于该输出电压与该驱动电源的该负端之间，该驱动电容的负端、对应的该功率开关的一端以及该至少一放电谐振电感的高压端均耦接至该驱动电源的该负端；
其中，该至少一充电谐振电感用以于该至少一谐振充电程序中，与该至少一谐振电容串联而以谐振方式充电，该至少一放电谐振电感用以于该至少一谐振放电程序中，与该至少一谐振电容串联而以谐振方式放电。
8.如权利要求1所述的谐振切换式电源转换器，其中，该功率级电路对应于一谐振切换式电容转换器，其中，在该至少一谐振充电程序中，控制该多个功率开关的切换，使该至少一谐振电容与该至少一谐振电感串联于该输入电压与该输出电压之间，以形成一充电路径，而对该至少一谐振电容与该至少一谐振电感以谐振方式充电，在该至少一谐振放电程序中，控制该多个功率开关的切换，使每一该谐振电容与对应的该谐振电感串联于该输出电压与一接地电位间，而同时形成或轮流形成多个放电路径，而使对应的该至少一谐振电容与该至少一谐振电感以谐振方式放电，以产生该输出电压。
9.如权利要求1所述的谐振切换式电源转换器，其中，该功率级电路对应于一切换式谐振腔转换器，其中，该功率级电路还包括至少一谐振腔以及对应的至少一非谐振电容，该至少一谐振腔具有彼此串联的该至少一谐振电容与该至少一谐振电感，该多个功率开关耦接于该至少一谐振腔及对应的该至少一非谐振电容，用以切换所对应的该谐振腔与对应的该至少一非谐振电容的电连接关系，其中，于该至少一谐振充电程序中，对所对应的该谐振腔进行谐振充电，其中，于该至少一谐振放电程序中，使所对应的该谐振腔，谐振放电至对应的该非谐振电容，由此产生该输出电压。
10.如权利要求1所述的谐振切换式电源转换器，其中，该电源供应电路还包括多个驱动电源开关，每一驱动电源开关并联于对应的该供应二极管，其中，当该功率级电路对应于一谐振切换式电容转换器时，该驱动电源开关设定为恒导通，当该功率级电路对应于一切换式谐振腔转换器时，该驱动电源开关设定为恒不导通。
11.如权利要求10所述的谐振切换式电源转换器，其中，该驱动电源开关为金属氧化物半导体场效晶体管，其本体二极管对应于该供应二极管。
12.如权利要求8所述的谐振切换式电源转换器，其中，该谐振切换式电源转换器为双向谐振切换式电源转换器。
13.如权利要求8所述的谐振切换式电源转换器，其中，当该谐振切换式电源转换器的该输入电压与该输出电压的电压转换比率为N:1时，该至少一谐振电容为N-1个谐振电容，其中，N为正整数。
14.如权利要求1所述的谐振切换式电源转换器，其中，该谐振切换式电源转换器根据以下顺序而操作：
该直流电压及该频率信号备妥以提供至该电压增高电路；
接着，该多个操作信号备妥以提供至该多个驱动器；
接着，该输入电压备妥以提供至该功率级电路。
15.一种驱动电路，用以驱动一谐振切换式电源转换器，该谐振切换式电源转换器用以将一输入电压转换为一输出电压且包含一功率级电路，该功率级电路包含多个功率开关，该驱动电路包含：
多个驱动器，用以根据多个操作信号而产生多个驱动信号，用以周期性地于至少一谐振充电程序与至少一谐振放电程序中，分别操作至少部分对应的该多个功率开关，以谐振方式将该输入电压转换为该输出电压；以及
一电源供应电路，用以提供部分的该多个驱动器对应的多个驱动电源，包括：
一电压增高电路，用以根据一频率信号、一直流电压及相关于该输出电压的一输出相关信号，而产生一增高电源，其中，该增高电源的电压相关于该直流电压及该输出相关信号之和；
多个驱动电容，其中，每一该驱动电容的跨压对应于对应的该驱动电源；以及
多个供应二极管，自该增高电源，依该供应二极管的顺向方向，彼此串联耦接，其中，每一供应二极管的反向端耦接于对应的该驱动电源的该正端，用以向对应的该驱动电容充电，以产生对应的该驱动电源，且用以阻挡逆向电流与逆向电压。
16.如权利要求15所述的驱动电路，其中，该电压增高电路、对应的该驱动电容与对应的该供应二极管形成一电荷泵浦，当该电压增高电路产生该增高电源时，对应的该供应二极管根据该增高电源对该驱动电容充电，以产生对应的该驱动电源，其中，该驱动电源的该负端耦接该输出电压，对应的该驱动电源相关于该直流电压。
17.如权利要求16所述的驱动电路，其中，该电压增高电路包括一增高电容、一充电二极管以及一缓冲器，当该缓冲器根据该频率信号及该直流电压而产生一高位准电压时，该增高电容的跨压叠加该高位准电压而产生该增高电源，当该缓冲器根据该频率信号及一接地电位而产生一低位准电压时，该充电二极管根据该输出相关信号对该增高电容充电，其中，该输出相关信号对应为该输出电压。
18.如权利要求16所述的驱动电路，其中，该电荷泵浦的操作频率大于或等于该多个功率开关的切换频率。
19.如权利要求15所述的驱动电路，其中，该电压增高电路、对应的该驱动电容、对应的该供应二极管以及对应的功率开关形成一自举电路，当该电压增高电路产生该增高电源时，对应的该供应二极管根据一第二增高电源对该驱动电容充电，以产生对应的该驱动电源，其中，该驱动电源的该负端的电压随该多个功率开关的切换而变动，该驱动电源的该正端的电压也随该多个功率开关的切换而变动，对应的该驱动电源于稳态时，相关于该直流电压，其中，该第二增高电源相关于该增高电源。
20.如权利要求19所述的驱动电路，其中，该电压增高电路包括一增高电容、一充电二极管以及一缓冲器，当该缓冲器根据该频率信号及至少一该驱动电源的该负端的电压而产生一高位准电压时，该增高电容的跨压叠加该高位准电压而产生该增高电源，当该缓冲器根据该频率信号及一接地电位而产生一低位准电压时，该充电二极管根据该直流电压对该增高电容充电。
21.如权利要求15所述的驱动电路，其中，该电源供应电路还包括多个驱动电源开关，每一驱动电源开关并联于对应的该供应二极管，其中，当该功率级电路对应于一谐振切换式电容转换器时，该驱动电源开关设定为恒导通，当该功率级电路对应于一切换式谐振腔转换器时，该驱动电源开关设定为恒不导通。
22.如权利要求21所述的驱动电路，其中，该驱动电源开关为金属氧化物半导体场效晶体管，其本体二极管对应于该供应二极管。
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